机械制造工艺学教案78周

1、珠海市技师学院理论课教案（首页）NO 13 课 程机械制造工艺学课 题任务4工艺尺寸链计算（2）使用教材机械制造工艺学任课教师肖煜班 级13机械1班所属专业机械设备维修实施地点临4-104实施日期第 7 周周 2 第 3/4节总课时40周课时4教材处理教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。教学目标（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）1、使学生掌握工艺尺寸链计算方法；2、使学生了解尺寸链的概念；3、提高学生的与人交流的能力；4、使学生确立尺寸链的概念。教学重点教学难点重点及突出策略：工艺尺寸链计算方法选择实例，通过练习学习。难点及解决方法：工艺尺

2、寸链计算方法选择实例，通过练习学习。学情分析该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。教学方法课堂讲授，PPT 演示，动画演示、提问。教具准备电脑，投影设备教学反思正常编号：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 学 实 施（次页）教学环节教 学 内 容学生活动教师活动用时备注习题课尺寸链计算的几种情况：(1)正计算已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。 (2)反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺

3、计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。 （3）中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。 中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。确定组成环公差大小的误差分配方法：1）  等公差原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即 极值法 Tav=T0/（n-1） 这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。2） 按等精度原则 按等公差级分配的方法来分配封闭环的公

4、差时,各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。3） 按实际可行性分配原则 按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。可填教学设计意图及阶段小结及反思等珠海市技师学院理论课教案（首页）NO 14 课 程机械制造工艺学课 题任务1轴类零件的加工工艺分析使用教材机械制造工艺学任课教师肖煜班 级13机械1班所属专业机械设备维修实施地点临4-104实施日期第7周周 5 第 3/4 节总课时40周课时4教材处理教材作为学生的参考资料，在讲

5、解中对照学习，并重点完成习题册的题目。教学目标（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）1、使学生了解轴类零件加工工艺规程；2、使学生掌握轴类零件工艺工程卡的编制；3、提高学生的与人交流的能力；4、使学生掌握加工工艺规程的主要步骤和主要内容。教学重点教学难点重点及突出策略：轴类零件加工工艺规程选择实例，通过模仿学习。难点及解决方法：轴类零件加工工艺规程通过一些实例的讲解使学生有一定的了解。学情分析该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。教学方法课堂讲授，PPT 演示，动画演示、

6、提问。教具准备电脑，投影设备教学反思正常编号：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 学 实 施（次页）教学环节教 学 内 容学生活动教师活动用时备注 一、轴类零件的加工工艺1.轴类零件的功用及结构特点轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件,传递运动和扭矩。结构类型如下图所示:2、轴类零件的技术要求1）、尺寸精度主要轴颈(指配合,支承轴颈)的尺寸精度,一般为IT9-IT6,机床主轴支承轴颈的尺寸精度为IT5,甚至更高。2）、几何形状精度主要有圆度,圆柱度的要求,一般控制在尺寸公差以内。3）、位置精度支承轴颈之间有同轴度要求,工作表面,配合表面对支承轴颈有跳动要求。4）、表面粗糙度: 一般为R

7、a0.8-0.16µm。5）、热处理为了获得具有一定强度,硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件,通常要按排热处理及表面处理。一般常采用的热处理方法有:正火,调质,高频淬火等。为表面的美观和防腐,还按排有电镀,发蓝等表面处理方法。6）、其它要求对高速回转的轴零件应有静,动平衡的要求;对有安全要求的轴件,应按排探伤检查。3、轴类零件的材料与毛坯1）、轴类零件的材料常用材料为45#钢,中等精度,速度较高的轴件如专用机床主轴则采用40Cr,强度高,尺寸大的轴零采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零件，则采用20钢、20Cr、20 CrMnT

8、i等低碳或低碳合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较高的抗弯曲疲劳强度和较高的表面硬度、冲击韧性和心部硬度。2）、轴类零件的毛坯常用毛坯为棒料和锻件。形状复杂的轴如曲轴,毛坯一般为铸件。对同一轴零件,生产条件不同,工艺过程不同;不同结构的轴零件,生产条件相同,工艺过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法是相同的。（一）、不同生产批量下轴零件工艺过程特点1、所用机床设备不同1) 单件小批生产,使用通用机床设备,如车削多采用普通车床;铣削多采用普通铣床;钻削多采用普通钻床等。2) 大批大量生产,使用高效率专用机床设备如车削多采用转塔,自动,半自动多刀车床,液压仿形车床和数控车床;铣削多采用多工位或回转工作台

9、专用高效率铣床及组合铣床,龙门铣床等;钻削多采用多刀,组合刀具的专用高效率组合钻床等。2、工序集中与分散的程度不同1) 单件小批生产机械加工工序相对集中.如外圆的车削,阶梯轴上各外圆,台阶面都可集中在一道工序内完成,件数很少时阶梯轴上各外圆,台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工序内完成。2) 大批大量生产,则采用工序分散,以便组成流水作业,提高加工的生产率。3、定位中心孔的加工方法不同1) 单件小批量生产:中心孔在普通车床上加工。如图-4所示：2) 大批大量生产:中心孔在专用机床上加工。如图-5所示：4、毛坯的制造方法不同1) 单件小批量生产:锻件毛坯为自由锻,铸件毛坯为木模砂型手工造形方法制

10、造的毛坯。2) 大批大量生产:锻件毛坯为模锻,铸件毛坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯,如金属模砂型机器造形方法制造的毛坯。（二）、传动轴中批生产的工艺过程传动轴的零件图如图所示：（三）、拟定轴零件工艺过程中的几个问题(一) 中心孔的修研作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准,对保证加工精度起着重要的作用。但是,在加工过程中力的作用,及热处理的影响,都会使中心孔定位面产生变形,将直接影响定位精度。为此,须对中心孔进行修研，其方法有:1、硬质合金顶尖修研一般在车床上进行,一端硬质合金顶尖,另一端普通顶尖,工件安装在两定尖之间,工人手持工件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转,由硬质合金顶尖。上的棱

11、边切除掉一层微薄的金属,从而校正了中心孔的定位精度。此种修研方法,生产率较高,一般2-5秒即完成修研，加工质量高,圆度达0.001mm,粗糙度Ra0.630.32µm,适用于一般精度轴类零件中心孔的修研。2、用油石或橡胶砂轮顶尖修研可填教学设计意图及阶段小结及反思等珠海市技师学院理论课教案（首页）NO 15 课 程机械制造工艺学课 题任务2 套类零件的加工工艺分析使用教材机械制造工艺学任课教师肖煜班 级13机械1班所属专业机械设备维修实施地点临4-104实施日期第 8 周周 2 第 3/4节总课时40周课时4教材处理教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。教

12、学目标（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）1、使学生了解套类零件加工工艺规程；2、使学生掌握套类零件工艺工程卡的编制；3、提高学生的与人交流的能力；4、使学生掌握加工工艺规程的主要步骤和主要内容。教学重点教学难点重点及突出策略：套类零件加工工艺规程选择实例，通过模仿学习。难点及解决方法：套类零件加工工艺规程通过一些实例的讲解使学生有一定的了解。学情分析该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。教学方法课堂讲授，PPT 演示，动画演示、提问。教具准备电脑，投影设备教学反思编号

13、：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 学 实 施（次页）教学环节教 学 内 容学生活动教师活动用时备注套筒零件的加工工艺过程 以195Z型柴油机上的调速套筒为例，柴油机年产量为20000台。 1.工艺分析： 孔25H9:钻扩铰，或钻拉达到，因大批生产，从生产率和经济性考虑可用钻拉。 止口36K6:车削，为了保证36K6和25H9的同轴度，先把孔加工好，然后以孔为基准来加工外圆。 槽16相对25H9的位置精度要求，可以选用25H9 为基准加工槽来保证。 其它的外圆面、端面等都可以车削取得。2.基准选择： 为了保证30K6和25H9的同轴度以已加工好的孔25H9 为精基准，来加工30K6和其它

14、外圆表面和端面。 粗加工外圆时，如孔已经钻出，可以以孔作基准：如钻孔与外圆粗加工在一道工序中进行，则夹持棒料外圆。 精加工孔时，用拉削加工，所以基准就是孔本身。 加工槽16和M面时，用已加工好的25H9为基准，来保证槽对25H9的偏移量和M面对轴线的垂直度要求。 3.工艺路线确定：钻孔23.7,切断长49粗车外圆至41，粗车外圆至32调质2631HRC车端面,倒角1×45°粗拉孔至24.5精拉孔25D4车40, 38,倒角0.5×45 °车空位,车两边及圆弧R2粗车止口30.5粗车止口30K6，车端面总长47，保证4±，倒角.5× 4

15、5 °铣槽15.5,底面深1.7M面高频淬火,5155HRC磨槽16,保持(41±0.15) 可填教学设计意图及阶段小结及反思等珠海市技师学院理论课教案（首页）NO 16 课 程机械制造工艺学课 题任务3箱体类零件的加工工艺分析使用教材机械制造工艺学任课教师肖煜班 级13机械1班所属专业机械设备维修实施地点临4-104实施日期第 8 周周 5 第 3/4 节总课时40周课时4教材处理教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。教学目标（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）1、使学生了解箱体类零件加工工艺规程；2、使学生掌握箱体类零件

16、工艺工程卡的编制；3、提高学生的与人交流的能力；4、使学生掌握加工工艺规程的主要步骤和主要内容。教学重点教学难点重点及突出策略：箱体类零件加工工艺规程选择实例，通过模仿学习。难点及解决方法：箱体类零件加工工艺规程通过一些实例的讲解使学生有一定的了解。学情分析该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。教学方法课堂讲授，PPT 演示，动画演示、提问。教具准备电脑，投影设备教学反思编号：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 学 实 施（次页）教学环节教 学 内 容学生活动教师活动用时备注箱体类零件的

17、加工：.功用：箱体类零件通常作为箱体部件装配时的基准零件。它将一些轴、套、轴承和齿轮等零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体类零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。箱体零件结构特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。2.箱体零件的主要技术要求 轴承支承孔的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度要求。 位置精度   包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对孔轴线的垂直度、孔轴线对安装面的平行度或垂直度等。 此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机

18、器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。 箱体的技术要求根据箱体的工作条件和使用性能的不同而有所不同。一般箱体零件为：轴孔的尺寸精度为IT6IT7，圆度不超过孔径公差的一半，表面粗糙度为0.40.8µm。作为装配基准和定位基准的重要平面的平面度要求较高，表面粗糙度为0.63µm。3.箱体零件的材料及毛坯箱体零件材料 常选用各种牌号的灰铸铁,常用的牌号有HT100HT400。因为灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造性和可切削性,而且吸振性好,成本又低。 某些负荷较大的箱体采用铸钢件, 某些简

19、易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用钢板焊接结构。毛坯 多为铸铁件 单件小批生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。 大批生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。 毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生。为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性，应使箱体壁厚尽量均匀,毛坯铸造后要安排人工时效处理。 精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性。 毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。具体数值可从有关手册中查到。在拟定箱体零件机械加工工艺规程时,有一些基本原则

20、应该遵循。1、 工艺路线的安排工艺特点：要求加工的表面很多。在这些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保证，工艺关键问题：箱体中主要孔的加工精度、孔系加工精度。在工艺路线的安排中应注意几个问题： 先面后孔。先加工平面,后加工孔是箱体加工的一般规律。平面面积大,用其定位稳定可靠;从加工难度来看，平面比孔加工容易。支承孔大多分布在箱体外壁平面上,先加工外壁平面可切去铸件表面的凹凸不平及夹砂等缺陷,这样可减少钻头引偏,防止刀具崩刃等,对孔加工有利。粗精分开、先粗后精：箱体均为铸件，加工余量较大，在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也

21、会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。 粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程

22、中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。 工序集中,先主后次。箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面,一般尽量集中在同一工序中加工,以保证其相互位置要求和减少装夹次数。紧固螺纹孔、油孔等次要工序的安排,一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再进行加工。（4）工序间合理按排热处理箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500550，保温4h6h，冷却速度小于或等于30/h，出炉温度

23、小于或等于200。普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排1次人工时效处理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯，有时不安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。2、基准的选择 箱体定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。 在选择基准时，首先要遵守“基准重合”和“基准统一”的原则，同时必须考虑生产批量的大小，生

24、产设备、特别是夹具的选用等因素。(1)粗基准的选择 粗基准的作用主要是决定不加工面与加工面的位置关系，以及保证加工面的余量均匀。在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀,孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚；第二，装入箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。箱体零件的粗基准一般都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作粗基准,以保证孔加工时余量均匀。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件

25、安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高,可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道工序的加工，即以主轴孔及其中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不一定均匀。（2）精基准的选择 精基准选择一般采用基准统一的方案,常以箱体零件的装配基准或专门加工的一面两孔为定位基准,使整个加工工艺过程基准统一,夹具结构简单,基准不重合误差降至最小甚至为零(当基准重合时)。主要表面加工方法：箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。平面的加工对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削。孔系加工箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合,称为孔系。孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系